1Mt/a混合油加氫裝置標定運行分析

李建兵，邱曉娟，顧曉偉

(1.山東潤澤化工有限公司，山東 東明 274500；2.山東易陽石化節能裝備有限公司，山東 濟南 250101)

1 裝置概況

1.1 裝置簡介

裝置規模：100萬t/a,其中蠟油70萬t/a，柴油30萬t/a，加工下限：70%；加工上限：110%；可全加工柴油。

裝置建設性質：正常生產。

裝置組成：反應、分餾、壓縮機、加熱爐等部分。

裝置原料：焦化蠟油、催化柴油、減壓蠟油和氫氣，自系統管道送入裝置。

主要產品：石腦油、精制柴油、精制蠟油，自裝置管道送至系統。

生產制度：年開工時數按8000小時設計，連續生產，實行“四班三倒”制。

1.2 裝置工藝技術特點

(1)裝置催化劑采用淄博魯源工業催化劑有限公司生產的LYT-707/LYT-703加氫處理催化劑和LYT-04/LYT-704A/LYT-704B加氫催化劑保護劑。

(2)反應部分采用爐前混氫技術。

(3)為了減少設備及管線的腐蝕，提高循環氫的氫純度，設置了循環氫脫硫系統。

(4)反應器為熱壁結構，內設三個催化劑床層，床層間設冷氫盤；采用新型反應器分布器及急冷箱，使混合更加均勻。

(5)原料油經自動反沖洗過濾器進入反應系統，避免了催化劑床層過早出現較大的壓降，延長了裝置的操作周期，自動反沖洗過濾器采用氮氣輔助反沖洗技術。

(6)裝置反應部分采用熱高分工藝流程，減少反應流出物冷卻負荷，優化換熱流程，降低了裝置能耗。

(7)高壓換熱器采用螺紋鎖緊環雙殼程結構，傳熱系數高[1]，一是螺紋鎖緊環換熱器結構緊湊、占地少；二是節約換熱面積、密封性能好、不易泄露、運行周期長。

(8)分餾部分采用雙塔汽提流程。熱低分油和冷低分油混合后進入硫化氫汽提塔脫除硫化氫，然后再進入分餾塔切割石腦油、柴油、加氫蠟油產品。

(9)在熱高壓分離器和熱低壓分離器之間設置液力透平，用于驅動反應進料泵，充分回收能量，降低裝置能耗。

(10)熱高分氣空冷器的管箱采用絲堵式結構。

(11)反應進料加熱爐采用雙室單排雙面輻射臥管立式爐。輻射盤管采用單排水平管雙面輻射布置，其目的在于保證管內兩相流動能達到理想的流型，并且使得管外熱強度和管壁溫度較為均勻，提高管材利用率。分餾塔進料加熱爐采用對流-輻射型圓筒爐，工藝介質先經對流室再進入輻射室加熱至工藝所需溫度。為提高加熱爐的效率，兩臺加熱爐共用采用空氣預熱器回收余熱。

(12)高壓空冷器前注水，以避免銨鹽在低溫部位結晶，引起系統壓降增大[2]。

(13)汽提塔頂設注緩蝕劑設施，減輕塔頂流出物中硫化氫對塔頂系統的腐蝕，塔底設蒸汽汽提。

(14)分餾塔設一個側線柴油汽提塔和一個中段回流，分餾出的低壓瓦斯作為加熱爐燃料氣，塔頂出石腦油，塔底出加氫蠟油，塔底設蒸汽汽提。

(15)催化劑預硫化采用液相硫化方法，催化劑按器外再生考慮。

(16)新氫壓縮機采用往復式壓縮機，一開一備。

(17)循環氫壓縮機采用離心式壓縮機，通過中壓蒸汽透平驅動，背壓蒸汽送入1.0MPa蒸汽管網。

2 運行分析

在標定期間，加氫全部加工蠟油，焦蠟和直餾摻煉比例保持在2∶ 8左右，加氫保持最高加工量，精制蠟油硫含量按不大于12000ppm進行控制。標定期間裝置反應溫度根據需要可適當進行調整，系統壓力以反應入口壓力為準，控制在≥8.0MPa，觀察各設備、工藝操作運行情況，記錄各溫度、壓力等數據；每班聯系化驗分析一次，分別化驗分析原料油和精制蠟油的硫含量、密度、堿性氮、總氮、殘炭、含鹽等。

2.1 原料及產品性質

原料及產品的性質采用的數據為標定期間的平均值，標定期間裝置保持滿負荷生產狀態，總加工量為9489.7噸，平均為131.8t/h，負荷率為105.44%。

表1 原料及產品性質分析數據

加工原料為焦化蠟油和直餾蠟油，摻煉比例在2∶ 8左右，原料密度在916.7～920.1 kg/m3之間，標定期間平均密度為919.3 kg/m3，密度較實際值低，符合原料性質要求。原料硫含量為1.58，比設計值高出0.12%，對裝置操作影響不大；含鹽為2.333mg/L；殘炭在0.15%～0.21%之間，有兩次原料超出設計值0.19%，其余均在設計值之內。產品精制蠟油密度在914.4～917.7kg/m3之間，標定期間平均密度為916.5kg/m3，由于加氫深度淺，與原料相比密度變化不大。精制蠟油硫含量為1.37%之間，脫硫率較低基本在14.65%～11.04%之間，標定期間平均脫硫率為13.3%。殘炭降低至0.1%～0.06%左右，平均值為0.097%。含鹽降低至2.0～1.0mg/L之間。脫氮方面，由于產品硫含量控制相對較高，加氫反應深度較低，脫氮反應主要發生在300℃以上，總體脫氮效果不明顯，原料中含氮化合物的脫除難度也不一樣，總氮產品與原料差別不大，總氮脫除率為8.17%，堿性氮總體含量較低，脫除率為5.87%。

2.2 主要操作條件(見表2)

表2 反應系統主要操作條件數據

從表2中可以看出標定期間體積空速基本保持在1.08-1，接近設計體積空速1.1h-1。氫耗方面，由于淺度加氫，用氫量很少，新氫用量在250～450kg/h左右波動，氫耗大部分在0.2%～0.3%之間，最低時為0.18%，最高時為0.41%，標定期間平均氫耗為0.22%。循環氫及氫油比方面，循環氫流量大部分時間在79000～82000 N m2/h之間，循環氫氫純度在93%～97%之間，新氫補入量在250～400 kg/h左右，氫油體積比大部分時間在550～600之間，最低為523，最高為656，與設計值700相比略低。

3 能耗情況

能耗情況見表3。

表3 能耗情況統計

從表3可以看出標定期間綜合能耗為12.41千克標油/噸，比車間基本值12.66低0.25千克標油/噸，比目標值12.0千克標油/噸高0.41千克標油/噸，較總體綜合能耗12.02千克標油/噸，高0.39千克標油/噸。相對偏高，主要原因為：(1)自產低分氣量較少，使用系統瓦斯較多，在標定期間系統瓦斯組分變化大、變化頻繁，瓦斯消耗量大，導致瓦斯總體單耗相對較高達到0.0073，比之前的0.006，明顯偏高較多；(2)根據循環氫流量及氫油比，將汽輪機轉速提高了500 r/min左右，蒸汽消耗量有所增加。

4 結論

(1)實際運行結果表明，裝置工藝流程技術先進，可以通過調整反應溫度靈活的調整精制蠟油硫含量，收率、能耗均能達到設計指標，但是脫硫率、脫氮率較低。裝置催化劑能夠滿足生產要求，催化劑活性、穩定性較好，反應器床層溫度、壓降均正常。

(2)由于氣體、污油等介質使用孔板流量計或者沒有流量計，物料計量方面存在偏差，造成計量不準確。

(3)在標定期間系統瓦斯組分變化大、變化頻繁，瓦斯消耗量大，導致瓦斯總體單耗相對較高達到0.0073，比之前的0.006，明顯偏高較多。

(4)在整個標定期間汽輪機、新氫壓機運行平穩，反應器差壓穩定、兩塔運行平穩，余隙無級調節氣量節能系統、液力透平均處于投用平穩運行狀態，未見異常情況，F2101加熱爐熱效率保持在90%左右，達到了設計的熱效率要求，裝置總體運行平穩。